DE19957935A1 - Sheet for use in ink-jet printing with liquid ink, uses thermoplastic polymers processed by (co)extrusion for absorptive layer and optionally other layers - Google Patents
Sheet for use in ink-jet printing with liquid ink, uses thermoplastic polymers processed by (co)extrusion for absorptive layer and optionally other layersInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein im Tintenstrahldruckverfahren mit einer Tinte, letztere bestehend aus einer Trägerflüssigkeit und einem darin enthaltenen Farbmittel, beschriftbares flä chiges Medium, mit wenigstens einer Absorptionsschicht aus polymerem Material, das ein absorptives Verhalten gegenüber dem flüssigen Träger aufweist.The invention relates to an ink jet printing process an ink, the latter consisting of a carrier liquid and a colorant contained therein, writable flä medium, with at least one absorption layer polymeric material that has an absorptive behavior towards has the liquid carrier.
Dabei soll der Begriff Farbmittel als Sammelbezeichnung für alle farbgebenden Stoffe dienen, die nach DIN 55944 einge teilt werden in anorganische und organische Farbmittel und diese jeweils in natürliche und synthetische Farbmittel. Die anorganischen Farbmittel sind Pigmente und haben gegebenen falls auch Füllstoff-Charakter, während die organischen Farb mittel sowohl Pigmente als auch Farbstoffe umfassen. Der flüssige Träger kann auch Pigmente enthalten, insbesondere bei Anwendungen im Außenbereich, wo es auf hohe Lichtbestän digkeit ankommt.The term colorant is intended as a collective name for all coloring substances are used, which according to DIN 55944 are divided into inorganic and organic colorants and these each in natural and synthetic colorants. The inorganic colorants are pigments and have given if also filler character, while the organic color medium include both pigments and dyes. The liquid carrier may also contain pigments, in particular for outdoor applications where there is high light resistance arrives.
Beim Tintenstrahldruckverfahren werden Tintentröpfchen auf
ein flächiges Medium aufgesprüht, das wenigstens eine Absorp
tionsschicht für die Tintenflüssigkeit besitzt. Diese Absorp
tionsschicht ist normalerweise porös und nimmt den flüssigen
Träger, der in vielen Fällen und üblicherweise Wasser ist,
auf. Dabei sollte die Absorptionsschicht folgenden Kriterien
genügen, um eine hohe Druckqualität sicherzustellen:
In the inkjet printing process, ink droplets are sprayed onto a flat medium which has at least one absorption layer for the ink liquid. This absorption layer is normally porous and takes up the liquid carrier, which in many cases and usually is water. The absorption layer should meet the following criteria to ensure high print quality:
- 1. Fixieren der Tinte auf dem Träger in kurzer Zeit;1. Fix the ink on the carrier in a short time;
- 2. beim Überlappen von Druckbereichen (dots) sollen die Druckbereiche nicht ineinander fließen.2. When overlapping print areas (dots) should Do not merge pressure areas.
Aus der Literatur sind zahlreiche Substanzen für derartige Absorptionsschichten bekannt. Genannt wird zum Beispiel in der US-Patentschrift 4 642 247 hydrophiles Polyurethan. Be kannt ist, diese Absorptionsschichten mit Hilfe von Streich verfahren auf einem geeigneten Trägermaterial zu applizieren. Diese bekannten Verfahren erfordern einen hohen technologi schen Aufwand, der dem heutigen Stand der Kunststofftechnolo gie nicht gerecht wird. Insbesondere sind lange Trocknungs zeiten zu beachten, die die Herstellungszeiten wesentlich verlängern können.Numerous substances for such are from the literature Absorption layers known. For example, is called in U.S. Patent 4,642,247 hydrophilic polyurethane. Be is known, these absorption layers with the help of prank method to apply on a suitable carrier material. These known methods require a high level of technology effort, the current level of plastics technology gie does not do justice. In particular, long drying times to consider, the manufacturing times essential can extend.
Es stellt sich daher die Aufgabe, ein flächiges Medium für das Tintenstrahldruckverfahren anzugeben, das den obengenann ten Kriterien genügt und einfacher herzustellen ist als Medi en im Streichverfahren. Insbesondere sollen Trocknungszeiten keine wesentliche Rolle bei der Herstellung spielen.It is therefore the task of a flat medium for to specify the ink jet printing method which calls the above criteria and is easier to manufacture than medi en in the coating process. In particular, drying times should not play an essential role in the production.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren, bei dem das polymere Material der Absorptionsschicht und das der gegebe nenfalls weiteren Schichten Thermoplaste sind und bei dem der bzw. die Thermoplaste mittels Extrusion bzw. Coextrusion zu einer ein- oder mehrschichtigen Folie verarbeitet sind.This problem is solved with a method in which the polymeric material of the absorption layer and that of the given if necessary, other layers are thermoplastics and in which the or the thermoplastics by means of extrusion or coextrusion a single or multi-layer film are processed.
Dabei soll alternativ auch möglich sein, daß die absorptive Schicht mittels Extrusion auf eine Trägerschicht aufgebracht ist, welche beispielsweise aus einer Kunststoffolie, aus Pa pier, Karton, Vlies oder textilem Material besteht. Zwischen Trägerschicht und Thermoplast kann auch ein Haftvermittler eingesetzt sein, der die Absorptionsschicht fixiert.Alternatively, it should also be possible for the absorptive Layer applied by extrusion on a carrier layer which, for example, from a plastic film, from Pa pier, cardboard, fleece or textile material. Between Carrier layer and thermoplastic can also be an adhesion promoter be used, which fixes the absorption layer.
Das thermoplastische absorptive Material kann aus der Gruppe Polyvinylalkohole, Polyvinylacetat, Polyvinylpyrrolidon, Car boxymethylcellulose oder Kombinationen daraus gewählt werden.The thermoplastic absorptive material can be from the group Polyvinyl alcohols, polyvinyl acetate, polyvinyl pyrrolidone, Car boxymethyl cellulose or combinations thereof can be chosen.
Die Absorptionsschicht kann eine Schichtdicke von 1 bis 300 µm, vorzugsweise zwischen 5 bis 150 µm besitzen.The absorption layer can have a layer thickness of 1 to Have 300 microns, preferably between 5 to 150 microns.
Der Absorptionsschicht kann Kieselsäure (amorphes SiO2) in verschiedenen Granulationsstufen, insbesondere im Bereich 20 bis 5000 nm Durchmesser, oder andere bekannte anorganische Substanzen, beispielsweise Aluminiumsilikat, als Absorptions verstärker bis zu einem Gehalt von 50 Gew.-% beigefügt sein.Silica (amorphous SiO 2 ) can be added to the absorption layer in various granulation stages, in particular in the range of 20 to 5000 nm diameter, or other known inorganic substances, for example aluminum silicate, as absorption enhancers up to a content of 50% by weight.
Verschiedene Ausführungsformen der flächigen Medien der hier beanspruchten Art können durch folgende Beispiele erläutert werden:Different embodiments of the flat media of here claimed type can be illustrated by the following examples become:
Ohne Verwendung einer zusätzlichen Trägerfolie wird ein dreischichtiges, für die Tintenstrahlanwendung geeignetes Me dium durch Coextrusion einer 50 µm dicken Polyvinylalkohol- Schicht auf einer 90 µm dicken Polypropylenschicht als Trä gerfolie coextrudiert. Zwischen der Polyvinylalkoholschicht und der Polypropylenschicht wird eine Haftvermittlerschicht eingebaut, welche die Verbindung zwischen der absorptiven Po- lyvinylalkoholschicht und der Trägerfolie schafft. Als Haft vermittler wird eine 10 µm dicke Schicht aus einem Polyolefin mit aufgepfropften Maleinsäureanhydrid verwendet. Without using an additional carrier film, a three-layer Me suitable for inkjet application dium by coextrusion of a 50 µm thick polyvinyl alcohol Layer on a 90 micron thick polypropylene layer as Trä co-extruded. Between the polyvinyl alcohol layer and the polypropylene layer becomes an adhesion promoter layer built in, which connects the absorptive po- lyvinyl alcohol layer and the carrier film creates. As a detention The mediator is a 10 µm thick layer made of a polyolefin used with grafted maleic anhydride.
Die spezielle Polyvinylalkoholschicht besteht aus folgenden
Komponenten (jeweils in Gew.-%). Dabei ist die Viskosität des
Polyvinylalkohols definiert als gemessen an einer 4 Gew.-%igen
wäßrigen Lösung bei 20°C.
84% eines teilverseiften, niedrigviskosen (Hydrolysegrad 90%
bei einer Viskosität von 4 bis 10 mPa.s) Polyvinylalkohols
2% Polyvinylacetatpulver
0,2% einer Fettsäure, hier Stearinsäure
8,5% Glycerin
3,4% Wasser
0,5% eines Tensids
1,0% eines an die zu verwendende Tinte angepaßten kationi
schen Fixierhilfsmittels zum Fixieren des Farbmittels auf der
und zum Verankern in der Schicht.The special polyvinyl alcohol layer consists of the following components (each in% by weight). The viscosity of the polyvinyl alcohol is defined as measured on a 4% by weight aqueous solution at 20 ° C.
84% of a partially saponified, low-viscosity (degree of hydrolysis 90% with a viscosity of 4 to 10 mPa.s) polyvinyl alcohol
2% polyvinyl acetate powder
0.2% of a fatty acid, here stearic acid
8.5% glycerin
3.4% water
0.5% of a surfactant
1.0% of a cationic fixing aid adapted to the ink to be used for fixing the colorant on and for anchoring in the layer.
Das vorgenannte Blend wird mittels eines Coextrusionsverfah rens zu einer mehrschichtigen Folie mit folgendem Aufbau ver arbeitet: Die Folie besteht aus einer Trägerschicht, einer Haftvermittlerschicht sowie der absorptiven Schicht. Die Trä gerschicht besteht hierbei aus einem Polypropylen der spezi fischen Dichte 0,90 g/cm3 und weist eine Dicke von 100 µm auf, während die im wesentlichen aus Polyvinylalkohol beste hende Absorptionsschicht eine Dicke von 10 bis 50 µm auf weist.The aforementioned blend is processed by means of a coextrusion process to form a multilayer film with the following structure: The film consists of a carrier layer, an adhesion promoter layer and the absorptive layer. The carrier layer consists of a polypropylene with a specific density of 0.90 g / cm 3 and has a thickness of 100 μm, while the absorption layer consisting essentially of polyvinyl alcohol has a thickness of 10 to 50 μm.
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, daß ei nen Schnitt durch eine Folie zeigt, die als beschriftbares Medium im Tintenstrahldruckverfahren geeignet ist. Mit 1 ist die Trägerfolie bezeichnet, mit 2 die Absorptionsschicht. Auf die Absorptionsschicht ist eine durchsichtige Lackschicht aus einer Polyacrylat-Verbindung mit einer Dicke von 0,5 µm bis zwei µm aufgebracht, die zahlreiche Poren 5 aufweist. Die Po ren haben einen mittleren Durchmesser von 10 bis 100 µm. Wäh rend die Lackschicht hydrophob ist, ist die darunterliegende Absorptionsschicht hydrophil eingestellt. Auftreffende Tin tentröpfchen 4 werden ihre Farbflüssigkeit dosiert an die da runterliegende Absorptionsschicht 2 abgeben, wobei sich die Farbe auch unter der Lackschicht ausbreitet.In the figure, an embodiment is shown that shows a section through a film that is suitable as a recordable medium in the inkjet printing process. With 1 the carrier film is designated, with 2 the absorption layer. A transparent lacquer layer made of a polyacrylate compound with a thickness of 0.5 μm to two μm is applied to the absorption layer and has numerous pores 5 . The pores have an average diameter of 10 to 100 µm. While the lacquer layer is hydrophobic, the absorption layer underneath is made hydrophilic. Hitting tin droplets 4 will dispense their color liquid in a metered manner to the absorption layer 2 underneath, the color also spreading under the lacquer layer.
Anstelle einer in der Hauptmasse aus Polyvinylalkohol beste
henden Absorptionsschicht kann auch folgende Rezeptur Anwen
dung finden:
Ohne Verwendung einer zusätzlichen Trägerfolie wird ein
dreischichtiges, für die Tintenstrahlanwendung geeignetes Me
dium durch Coextrusion einer 40 µm dicken Polyvinylalkohol-
Schicht auf einer 80 µm dicken Polypropylenschicht als Trä
gerfolie hergestellt. Zwischen der Polyvinylalkoholschicht
und der Polypropylenschicht wird eine Haftvermittlerschicht
eingebaut, welche die Verbindung zwischen der absorptiven Po
lyvinylalkoholschicht und der Trägerfolie schafft. Als Haft
vermittler wird eine 10 µm dicke Schicht aus einem Polyolefin
mit aufgepfropften Maleinsäureanhydrid verwendet.Instead of an absorption layer consisting mainly of polyvinyl alcohol, the following recipe can also be used:
Without the use of an additional carrier film, a three-layer medium suitable for inkjet application is produced by coextrusion of a 40 μm thick polyvinyl alcohol layer on an 80 μm thick polypropylene layer as carrier film. An adhesion promoter layer is installed between the polyvinyl alcohol layer and the polypropylene layer, which creates the connection between the absorptive polyvinyl alcohol layer and the carrier film. A 10 µm thick layer of a polyolefin with grafted maleic anhydride is used as an adhesion promoter.
Die spezielle Polyvinylalkoholschicht besteht aus folgenden
Komponenten (jeweils in Gew.-%):
42% eines mittelviskosen (Viskosität 25 bis 35 mPa.s), teil
verseiften (Hydrolysegrad 89 bis 92%) Polyvinylalkohols,
19% eines niedrigviskosen (Viskosität 8 bis 10 mPa.s),
16% eines anderen mittelviskosen (Viskosität 15 bis 25 mPa.s)
teilverseiften (Hydrolysegrad 89 bis 92%) Polyvinylalkohols,
2% eines Polyvinylacetatpulvers,
0,2% einer Fettsäure, z. B. Stearinsäure,
12,8% Glycerin,
6% Wasser,
0,5% eines Tensids,
1,5% eines an die zu verwendende Tinte angepaßten kationi
schen Fixierhilfsmittels zum Fixieren des Farbmittels auf der
und zum Verankern in der Schicht.The special polyvinyl alcohol layer consists of the following components (each in% by weight):
42% of a medium viscosity (viscosity 25 to 35 mPa.s), partially saponified (degree of hydrolysis 89 to 92%) polyvinyl alcohol,
19% of a low viscosity (viscosity 8 to 10 mPa.s),
16% of another medium viscosity (viscosity 15 to 25 mPa.s) partially saponified (degree of hydrolysis 89 to 92%) polyvinyl alcohol,
2% of a polyvinyl acetate powder,
0.2% of a fatty acid, e.g. B. stearic acid,
12.8% glycerin,
6% water,
0.5% of a surfactant,
1.5% of a cationic fixing aid adapted to the ink to be used for fixing the colorant on and for anchoring in the layer.
Das vorgenannte Blend wird mittels eines Coextrusionsverfah rens wie in Beispiel 1 zu einer mehrschichtigen Folie mit folgendem Aufbau verarbeitet: Die Folie besteht aus einer Trägerschicht, einer Haftvermittlerschicht sowie der absorp tiven Schicht. Die Trägerschicht besteht hierbei aus einem Polypropylen der spezifischen Dichte 0,91 g/cm3 und weist ei ne Dicke von 90 µm auf, während die im wesentlichen aus Po lyvinylalkohol bestehende Absorptionsschicht eine Dicke von 20 bis 45 µm aufweist.The aforementioned blend is processed by means of a coextrusion process as in Example 1 to form a multilayer film with the following structure: The film consists of a backing layer, an adhesion promoter layer and the absorbent layer. The carrier layer consists of a polypropylene with a specific density of 0.91 g / cm 3 and has a thickness of 90 μm, while the absorption layer consisting essentially of polyvinyl alcohol has a thickness of 20 to 45 μm.
Ohne Verwendung einer zusätzlichen Trägerfolie wird ein dreischichtiges, für die Tintenstrahlanwendung geeignetes Me dium durch Coextrusion einer 50 µm dicken Polyvinylalkohol- Schicht auf einer 90 µm dicken Polyethylenschicht als Träger folie hergestellt. Zwischen der Polyvinylalkoholschicht und der Polyethylenschicht wird eine Haftvermittlerschicht einge baut, welche die Verbindung zwischen der absorptiven Po lyvinylalkoholschicht und der Trägerfolie schafft. Als Haft vermittler wird eine 10 µm dicke Schicht aus einem Polyolefin mit aufgepfropften Maleinsäureanhydrid verwendet.Without using an additional carrier film, a three-layer Me suitable for inkjet application dium by coextrusion of a 50 µm thick polyvinyl alcohol Layer on a 90 µm thick polyethylene layer as a carrier film made. Between the polyvinyl alcohol layer and an adhesion promoter layer is inserted into the polyethylene layer which builds the connection between the absorptive buttocks lyvinyl alcohol layer and the carrier film creates. As a detention The mediator is a 10 µm thick layer made of a polyolefin used with grafted maleic anhydride.
Die spezielle Absorptionsschicht besteht aus folgenden Kompo
nenten (jeweils in Gew.-%):
60,3% eines teilverseiften, niedrigviskosen Polyvinylalkohols
Hydrolysegrad 88 bis 93%; Viskosität 20 bis 30 mPa.s)
24% eines Polyvinylpyrrolidons
2% eines Polyvinylacetatpulvers
0,2% einer Fettsäure, z. B. Stearinsäure,
8% Glycerin,
4% Wasser,
0,5% eines Tensids,
1,0% eines an die zu verwendende Tinte angepaßten kationi
schen Fixierhilfsmittels zum Fixieren des Farbmittels auf der
und zum Verankern in der Schicht.The special absorption layer consists of the following components (each in% by weight):
60.3% of a partially saponified, low-viscosity polyvinyl alcohol degree of hydrolysis 88 to 93%; Viscosity 20 to 30 mPa.s)
24% of a polyvinyl pyrrolidone
2% of a polyvinyl acetate powder
0.2% of a fatty acid, e.g. B. stearic acid,
8% glycerin,
4% water,
0.5% of a surfactant,
1.0% of a cationic fixing aid adapted to the ink to be used for fixing the colorant on and for anchoring in the layer.
Das vorgenannte Blend wird mittels eines Coextrusionsverfah rens wie in Beispiel 1 zu einer mehrschichtigen Folie mit folgendem Aufbau verarbeitet: Die Folie besteht aus einer Trägerschicht, einer Haftvermittlerschicht sowie der absorp tiven Schicht. Die Trägerschicht besteht hierbei aus einem Polyethylen der spezifischen Dicht 0,92 g/cm3 und weist eine Dicke von 100 µm auf, während die im wesentlichen aus Po lyvinylalkohol bestehende Absorptionsschicht eine Dicke von 10 bis 60 µm aufweist. The aforementioned blend is processed by means of a coextrusion process as in Example 1 to form a multilayer film with the following structure: The film consists of a backing layer, an adhesion promoter layer and the absorbent layer. The carrier layer consists of a polyethylene of specific density 0.92 g / cm 3 and has a thickness of 100 microns, while the absorption layer consisting essentially of polyvinyl alcohol has a thickness of 10 to 60 microns.
Allgemein gilt für alle Rezepturen, daß die Absorptions schicht entsprechend den Erfordernissen variiert werden kann. Allgemein gilt, daß bei größerer Schichtdicke sich die Trocknungszeit der Tintenträgerflüssigkeit verkürzt. Wesent lich ist, daß im Prinzip nur ein Arbeitsgang, nämlich ein Ex trudieren, zur Herstellung eines Medium erforderlich ist.The general rule for all formulations is that the absorption layer can be varied according to requirements. In general, the greater the layer thickness, the Ink carrier fluid drying time is reduced. Essential Lich is that in principle only one operation, namely an Ex trud, is required to produce a medium.
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